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Platten-Drehkondensator mit ölfüllung für die Funktechnik Es ist bekannt,
in einem Drehkondensator aus Gründen der Kapazitätserhöhung bzw. der Steigerung
der Spannungsbelastbarkeit an Stelle von Luft auch Hartpapier, Polystyrol oder Glimmer
(selten auch öl)
als Dielektrikum zu verwenden. Für Drehkondensatoren von
Schwingungskreisen in Rundfunkempfängern ist jedoch bisher in der Praxis
öl als Dielektrikum nicht verwendet worden, weil die Kapazitätserhöhung keinen
Nutzen bringt und die Spannungsbelastung gering ist. Es kommt bei einem abstimmbaren
Schwingungskreis nicht auf eine Kapazitätserhöhung an, sondern auf ein bestimmtes
Verhältnis der Endkapazität zur Anfangskapazität des Schwingungskreises, denn der
erzielte Frequenzbereich ist proportional zur Wurzel aus dem erwähnten Kapazitätsverhältnis.
Füllt man einen Drehkondensator, der mit einem geeigneten Gehäuse umgeben ist mit
öl, so erhöht sich aber nicht nur die Endkapazität, sondern auch die Anfangskapazität
um denselben Faktor, so daß das erwähnte Kapazitätsverhältnis unverändert bleibt.
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Durch den Transistor ist es möglich geworden, sehr kleine Empfänger,
z. B. Taschenempfänger, zu bauen. Dabei hat sich gezeigt, daß der bisher übliche
Luft-Drehkondensator trotz wesentlicher Verkleinerung doch noch ein relativ großes
Bauelement darstellt. Es wäre deshalb erwünscht, die Größe des Drehkondensators
in solchen kleinen Empfängern weiter herabzusetzen. Wenn man den Luftabstand der
Platten vermindern könnte, würde man mit einer geringeren Plattenzahl auskommen
und damit den Drehkondensator verkleinern können. Der Luftabstand der Platten läßt
sich jedoch nicht weiter verringern, weil dann bei Erschütterungen, z. B. durch
die Schallwellen des eingebauten Lautsprechers, die Gefahr einer gegenseitigen Berührung
besteht. Es ist zwar möglich, durch Verwendung eines festen Dielektrikums mit weniger
Platten auszukommen, je-
doch läßt sich dann die gewünschte Kennlinie des
Drehkondensators besonders mit Rücksicht auf den Gleichlauf bzw. Parallellauf von
zwei oder mehr Drehkondensatoren nicht genügend genau erzielen. Mit einer ölfüllung
des Drehkondensators wäre diese Schwierigkeit beseitigt, jedoch wird dann bei einer
Verringerung der Plattenzahl zur Erzielung derselben Endkapazität wie bei einem
Luft-Drehkondensator das erwähnte Kapazitätsverhältnis des Schwingungskreises und
damit der erzielte Frequenzbereich zu klein, weil durch die ölfüllung auch die Anfangskapazität
größer wird. Eine ölfüllung bringt also offenbar nicht die Lösung der Aufgabe, die
räumlichen Abmessungen des Drehkondensators bei unveränderter Endkapazität und unverändertem
Kapazitätsverhältnis zu verringern.
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Die Erfindung zeigt, wie die gestellte Aufgabe gelöst werden kann.
Bei dem bekannten Platten-Drehkondensator mit ölfüllung wird nach der Erfindung
das metallische Gehäuse gegenüber dem Stator mit Aussparungen zur Herabsetzung der
Anfangskapazität versehen und von einem öldichten Kunststoffgehäuse umgeben. Dadurch
ist es möglich, die Streukapazität zwischen den Statorplatten und dem mit dem Rotor
verbundenen metallischen Gehäuse genau oder annähernd um den Faktor herabzusetzen,
um den die Zahl der Platten gegenüber einem Luft-Drehkondensator mit derselben Endkapazität
verringert ist. ,
Es ist bereits bekannt, die Anfangskapazität eines Luft-Drehkondensators
mit metallischem Gehäuse dadurch zu verringern, daß in den beiden Wänden des Gehäuses
gegenüber den Endplatten des Stators je eine große Aussparung vorgesehen
ist, so daß die beiden Wände Rahmen bilden. Von diesem bekannten Prinzip macht auch
ein Vorschlag Gebrauch, nach dem sich der Stator außerhalb des wannenförmigen metallischen
Gehäuses befindet und auf Stützen, die einen Teil der Wanne bilden, gelagert ist.
Die Rotorplatten sind in der Lage kleinster Kapazität von der metallischen Wanne
umgeben.
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Alle diese Mittel haben bei einem Luft-Drehkondensator eine geringe
Wirkung auf den Frequenzbereich, weil eine Herabsetzung der Anfangskapazität des
Drehkondensators nur wenig ausmacht ini Vergleich zu der vorhandenen Schaltkapazitiät
des Schwingungskreises, während die Anfangskapazität eines öl-Drehkondensators ohne
Anwendung der Erfindung wegen der größeren Dielektrizitätskonstante des öls als
Luft einen größeren absoluten Betrag hat und deshalb im Vergleich zu der gegebenen
Schaltkapazität mehr ausmacht.
Dies soll nachfolgend durch ein Zahlenbeispiel
näher erläutert werden. Wenn ein Kapazitätsverhältnis von 10 -. 1 verlangt
wird, so könnte man bei einer gegebenen Schaltkapazität von 30pF einen Luft-Drehkondensator
mit einer Endkapazität von 370 pF und einer Anfangskapazität von
10 pF verwenden, denn dann würde sich ein Kapazitätsverhältnis von 400: 40
pF ergeben. Die erwähnte Anfangskapazität von 10 pF eines Luft-Drehkondensators
setzt sich aus zwei Teilen zusammen, nämlich erstens der Kapazität der Statorplatten
gegen die ganz herausgedrehten Rotorplatten und zweitens aus der Streukapazifät
der Statorplatten gegen das metallische Gehäuse, nachfolgend kurz als Streukapazität
bezeichnet. Der Anteil Nr. 1 der Anfangskapazität möge 4 pF betragen, und
der Anteil Nr. 2, also die Streukapazität, möge 6 pF betragen. Würde man
die Plattenzahl auf ein Viertel herabsetzen, so würde die Endkapazität des Drehkondensators
nur noch 92,5 pF betragen, also die Endkapazität des ganzen Schwingungskreises
122,5 pF. Der Anteil Nr. 1 der Anfangskapazität würde von 4 pF auf
1 pF herabsinken, jedoch würde der Anteil Nr. 2 praktisch unverändert gleich
6 pF sein, so daß die Anfangskapazität des Drehkondensators von
10 pF nur auf 7 pF sinken würde. Die Anfangskapazität des ganzen Schwingungskreises
würde dann also 37 pF betragen. Das Kapazitätsverhältnis würde dann gleich
122,5: 37 = 3,3 betragen, wäre also gegenüber 10: 1 viel zu klein.
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Nach der Füllung eines solchen Kondensator mit Öl mit einer
Dielektrizitätskonstante von 4 würde sich wieder eine Endkapazität des Drehkondensators
von 370 pF und damit des ganzen Schwingungskreises von 400 pF ergeben. Die
Anfangskapazität würde dementsprechend von 7 pF auf 28 pF ansteigen,
so daß die gesamte Anfangskapazität des Schwingungskreises gleich 58 pF ist.
Das Kapazitätsverhältnis ist dann gleich 400. 58 = 7. Es ist also ebenfalls
zu klein gegenüber dem verlangten Kapazitätsverhältnis von 10: 1.
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Nach der Erfindung verringert man die Streukapazität von
6 pF des Öl-Drehkondensators vor der Füllung mit Öl auf
1,5 pF, so daß sie nach der Füllung mit Öl nur 6 pF beträgt,
während sie dann ohne Anwendung der Erfindung 24 pF betragen würde. Da der Anteil
Nr. 1 der Anfangskapazität nach der Ölfüllung 4 pF beträgt, ergibt sich eine
Anfangskapazität des mit Öl gefüllten Kondensators von 10 pF. Die
Anfangskapazität des öl-Drehkondensators ist also genauso groß wie die Anfangskapazität
des am Anfang des Zahlenbeispieles zugrunde gelegten Luft-Drehkondensators mit viermal
größerer Plattenzahl. Das Kapazitätsverhältnis eines solchen öl-Drehkondensators
ist dann also wieder gleich 400: 40 = 10 : 1.
Demnach steigt durch Anwendung
der Erfindung das Kapazitätsverhältnis des Öl-Drehkondensators von 7: 1 auf
10: 1.
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Im Vergleich hierzu wird nun gezeigt, wie sich eine gleich große Herabsetzung
der Streukapazität bei dem anfangs vorausgesetzten Luft-Drehkondensator auswirken
würde. Der Anteil Nr. 1 der Anfangskapazität ist wieder gleich 4 pF und der
Anteil Nr. 2 der Anfangskapazität, also die Streukapazität, sei von 6 pF
auf 1,5 pF herabgesetzt. Die Anfangskapazität des Luft-Drehkondensators würde
dann also nur noch 5,5 pF betragen, also um 4,5 pF niedriger sein als vorher.
Die gesamte Anfangskapazität des Schwingungskreises sinkt dann von 40 pF auf
35,5 pF. Dementsprechend sinkt die gesamte Endkapazität des Schwingungskreises
von 400 pF auf 395,5 pF. Das Kapazitätsverhältnis ist dann gleich
395,5: 35,5 = 11,1. Das ursprüngliche Kapazitätsverhältnis von
10 : 1 ist also nur um 11 % auf 11, 1
gestiegen, während bei
dem Öl-Drehkondensator durch die gleiche Herabsetzung der Streukapazität das Kapazitätsverhältnis
von 7: 1 auf 10 : 1 um 1/7 43 11/o gesteigert wird.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In F i
g. 1 ist ein Schnitt durch einen Zweifachdrehkondensator und in F i
g. 2 eine Seitenansicht dargestellt.
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In F i g. 1 sind die beiden Statoren eines Doppeldrehkondensators
(für den Eingangs- und Oszillatorkreis eines überlagerungsempfängers) mit
1 und 3
und die zugehörigen Rotoren mit 2 und 4 bezeichnet. Die Statoren
1 und 3 sind an entgegengesetzten Seiten des metallischen Gehäuses
5 isoliert befestigt, in dem auch die Achse 6 gelagert ist. Das metallische
Gehäuse 5 ist noch von einem Kunststoffgehäuse 7
umgeben, und ferner
ist eine Stopfbuchse, 8 vorgesehen, damit das Innere mit Öl gefüllt
werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Erfindungsgedanke dadurch verwirklicht,
daß das metallische Gehäuse 5 an den Stellen 9 und 10 gegenüber
den äußeren Platten der Statoren 1 und 3 Durchbrechungen hat. Zur
weiteren Verminderung der Anfangskapazität sind noch zusätzliche Durchbrechungen
11 und 12 vorgesehen.
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Ein weiteres in F i g. 1 dargestelltes Mittel zur Herabsetzung
der Anfangskapazität besteht darin, die sonst erforderliche Abschirmwand zur Entkopplung
der beiden Statoren 1 und 3 dadurch fortzulassen oder auf eine kleine
Wand 13 zu reduzieren, daß die beiden Statoren 1 und 3 nicht
an derselben Wand des Gehäuses, sondern an gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses
befestigt ist. Eine solche Anordnung der Statoren ist bei Luft-Drehkondensatoren
im Prinzip bekannt.